[發明專利]一種衛星遙感傳感器在軌輻射定標方法

有效

• 申請號: 201611042547.3
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN107063296B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 韓杰
• 申請（專利權）人: 許昌學院
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種衛星遙感傳感器在軌輻射定標方法，具體為：1)輻射控制點信息獲取；2)同軌相鄰相機影像間幾何錯位消除；3)輻射連接點信息獲取；4)星載多相機拼接成像傳感器在軌輻射定標模型構建；5)相機各波段在軌絕對輻射定標系數求解。與傳統在軌輻射定標方法相比，本方法可以實現星載多相機拼接成像傳感器在軌絕對輻射定標與相機間相對輻射校正的一體化處理。

技術領域

本發明涉及航天遙感衛星領域，尤指一種衛星遙感傳感器在軌輻射定標方法。

背景技術

目前受單臺高分辨率相機幅寬限制，衛星無法同時獲取大范圍高分辨率衛星影像，常采用多相機拼接成像技術，將多臺高分辨率相機沿垂軌方向安置，實現高分辨率與寬覆蓋的結合。例如，GF-1衛星寬幅蓋WFV傳感器采用4臺相機拼接成像技術，如圖1所示，其能夠獲取空間分辨率為16m，幅寬優于800km的衛星影像。

然而，由于傳感器在衛星發射時及發射后受周圍環境、運動狀態等變化的影響，傳感器性能會發生一定程度的衰變，導致發射前實驗室定標結果與傳感器在軌輻射性能有所差異。因此只有及時的、長期的開展在軌輻射定標工作才能監測傳感器輻射性能變化，評估其輻射質量，確保地物時相變化信息不會因傳感器輻射性能衰變而被淹沒。

目前，已經有許多研究學者構建了相關在軌輻射定標模型。例如，Xiong等人采用星上定標系統實現對MODIS傳感器高頻次、高精度的在軌輻射定標。韓啟金等人采用反射率基法獲取我國陸地資源衛星傳感器在軌絕對輻射定標系數。Biggar等人采用輻亮度基法實現衛星傳感器輻射定標。胡秀清等人采用輻照度基法實現了對FY-1C氣象衛星可見/近紅外通道的絕對輻射定標。徐偉偉等人通過布設多種反射率的人工靶標，利用輻照度基法實現了CBERS-02B衛星HR相機的在軌絕對輻射定標。彭光雄等人通過分析Landsat 5TM和CBERS-2CCD影像對的DN值相關性后，基于TM表觀輻亮度信息，實現了對CCD傳感器的交叉定標研究。徐文斌等人將敦煌輻射校正場作為輻射傳遞平臺，以超光譜成像儀Hyperion為參考傳感器，考慮視場、時相、幾何和光譜等交叉匹配因素，實現了對MODIS傳感器的交叉定標。Yang等人利用資源三號TLC傳感器立體影像對，獲取研究區DEM數據，在此基礎上利用該區域多時相Landsat 8衛星OLI影像獲取地表BRDF參數，進而完成與GF-1衛星WFV傳感器的交叉定標。

雖然，利用現有輻射定標方法可以獲取各相機在軌絕對輻射定標系數，但是利用其系數對同軌各相機影像進行絕對輻射校正后，發現相鄰相機影像間輻射信息存在較大差異。該差異會導致多相機拼接成像傳感器的設計優勢無法充分發揮，進而影響該傳感器影像整體定量化應用效果，降低衛星數據利用率和市場占有率。因此，本發明以GF-1衛星寬覆蓋WFV傳感器四相機拼接成像為例，將輻射區域網平差方法引入到星載多相機拼接成像傳感器在軌輻射定標方法研究之中，構建新的在軌輻射定標模型，實現多相機拼接成像傳感器在軌絕對輻射定標與相機間相對輻射校正的一體化處理，最終提高該類型傳感器影像定量化應用水平。

發明內容

針對現有傳感器在軌輻射定標算法無法實現多相機拼接成像傳感器在軌絕對輻射定標與相機間相對輻射校正的一體化處理，本發明提出了一種基于輻射區域網平差理論的星載多相機拼接成像傳感器在軌輻射定標方法，可以獲取能夠完成傳感器相機間相對輻射校正的高精度在軌絕對輻射定標系數。

本發明提出了一種衛星遙感傳感器在軌輻射定標方法，其特征在于，包括以下步驟：

1).以敦煌輻射校正場為輻射傳遞平臺，獲取用于基于單一均勻區域、不同時相的時間序列多點法交叉定標的數據，將其作為輻射控制點信息；

2).采用基于DEM輔助的RFM區域網平差方法，消除同軌相鄰相機影像間幾何錯位；

3).設置一定大小的移動分析窗口，在同軌影像重疊區域搜索光譜均勻地物位置，進而獲取其在相鄰兩景影像中的DN值信息，將其作為輻射連接點數據；